CN101329287B - 一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 - Google Patents
一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101329287B CN101329287B CN200710123448A CN200710123448A CN101329287B CN 101329287 B CN101329287 B CN 101329287B CN 200710123448 A CN200710123448 A CN 200710123448A CN 200710123448 A CN200710123448 A CN 200710123448A CN 101329287 B CN101329287 B CN 101329287B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy powder
- diffraction
- hydrogen storage
- storage alloy
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 89
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 79
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 17
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 239000001996 bearing alloy Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000005477 standard model Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910002335 LaNi5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004235 Orange GGN Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910010969 Ti—V—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008357 ZrMn2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明提供了一种评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法，该方法包括：(A)采用X射线粉末衍射法测定AB5型储氢合金粉晶体参数值；(B)设定AB5型储氢合金粉晶体参数值范围；及(C)判断AB5型储氢合金粉晶体参数值是否均在设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内；当上述AB5型储氢合金粉晶体参数值均在相应的设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内时，判定该AB5型储氢合金粉的电化学性能满足电池需要。采用本发明提供的方法，简化了评价AB5型储氢合金粉电化学性能的操作步骤，并缩短了检验时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法。
背景技术
储氢合金是在适当的温度、压力下可逆地吸收、释放氢的合金，是贮存与利用氢的重要载体。贮氢合金最广泛的商业应用之一是作为可充电镍氢电池的负极活性材料；目前，能够用作商业可充电镍氢电池负极活性材料的储氢合金主要有三种类型：AB5型(以LaNi5为代表)、AB2型(以ZrMn2为代表)、BCC型(以Ti-V-Ni为代表)；其中在商业上最成熟应用、且使用量最大的是AB5型合金。
当用作可充电镍氢电池负极活性材料时，AB5型储氢合金粉的电化学性能的好坏，直接决定或间接影响可充电镍氢电池的容量、循环寿命、充放电特性等电化学性能。对电池生产厂家来说，准确了解和正确评价用作电池负极材料的AB5型储氢合金粉的电化学性能对可充电镍氢电池的设计、生产和质量控制都是相当重要的。
要全面评价储氢合金粉的电化学性能，通常的办法是把被测试的储氢合金粉样品按照正常的生产工艺做成样品电池或模拟电池(如烧杯电池)，然后测试该电池的各种电化学性能(如电化学容量、循环寿命和充放电特性等)，根据所测得的电池的电化学性能来判断储氢合金粉的电化学性能。这种方法虽然可以得到可靠的数据，但存在检验方法复杂、实验周期长、获得结果慢以及成本高的缺点。例如，对于循环寿命的性能测试，在正常情况下，至少需要半个月以上的时间来获得结果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中AB5型储氢合金粉电化学性能的检验方法复杂的缺点，提供操作方法简便的评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法。
本发明提供了一种评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法，该方法包括：
(A)采用X射线粉末衍射法测定AB5型储氢合金粉晶体参数值；
(B)设定AB5型储氢合金粉晶体参数值范围；及
(C)判断AB5型储氢合金粉晶体参数值是否均在设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内；当上述AB5型储氢合金粉晶体参数值均在相应的设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内时，判定该AB5型储氢合金粉的电化学性能满足电池需要，其中，
所述AB5型储氢合金粉晶体参数值包括衍射峰宽度值、至少两个层面间距值和至少一个衍射峰相对强度值以及衍射峰形状特征，所述衍射峰相对强度值为除最强衍射峰以外的任意衍射峰的强度与最强衍射峰强度的比值；所述AB5型储氢合金粉的电化学性能是指电化学比容量和循环寿命。
根据本发明提供的方法，使用X射线衍射方法(即XRD衍射方法)，从AB5型储氢合金粉的晶体结构入手，判断AB5型储氢合金粉的衍射指标参数值是否全部落在设定的参数值范围内即可有效判断该AB5型储氢合金粉的电化学性能。采用本发明的方法，只需一次即可检验出AB5储氢合金粉的电化学性能是否满足电池的需要，因而大大简化了操作步骤，并大大地缩短了检验时间。这对镍氢电池生产厂家选用合适的原材料、缩短来料检验周期、降低检验成本都具有重要的意义。而且上述方法还节约了大量人力和物力，从而使生产成本大大降低。
附图说明
图1为本发明实施例1-6中测得的AB5型储氢合金粉样品A、B、C、D、E和F的XRD衍射图。
具体实施方式
本发明提供的评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法包括：
(A)采用X射线粉末衍射法测定AB5型储氢合金粉晶体参数值；
(B)设定AB5型储氢合金粉晶体参数值范围；及
(C)判断AB5型储氢合金粉晶体参数值是否均在设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内；当上述AB5型储氢合金粉晶体参数值均在相应的设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内时，判定该AB5型储氢合金粉的电化学性能满足电池需要，其中，
所述AB5型储氢合金粉晶体参数值包括衍射峰宽度值、至少两个层面间距值和至少一个衍射峰相对强度值以及衍射峰形状特征，所述衍射峰相对强度值为除最强衍射峰以外的任意衍射峰的强度与最强衍射峰强度的比值；所述AB5型储氢合金粉的电化学性能是指电化学比容量和循环寿命。
根据本发明提供的方法，所述衍射峰宽度值可以是AB5储氢合金粉晶体任意晶面的衍射峰宽度值，优选为111衍射晶面的衍射峰宽度值。所述衍射峰宽度值可以是衍射峰的积分宽值，也可以是衍射峰的半高宽值，为了简便，优选采用半高宽值。因此，衍射峰的宽度值优选111晶面衍射峰半高宽值FWHM111。
根据本发明提供的方法，所述层面间距值是指晶体内层面之间的间距，在进行测试时，可以选用AB5储氢合金粉晶体的任意两个以上的层面间距值作为表征指标，优选为002衍射晶面层面间距d002和110衍射晶面层面间距d110。
根据本发明提供的方法，所述衍射峰相对强度值是指衍射图上除最强衍射峰以外的任意衍射峰强度与最强衍射峰强度的比值。对于AB5储氢合金粉晶体，衍射峰强度最大的衍射峰为111晶面衍射峰。在进行测试时，可以选用AB5储氢合金粉晶体的一个以上任意的衍射峰相对强度值作为表征指标，优选为101晶面衍射峰与111晶面衍射峰的强度比I101/I111以及002晶面衍射峰与111晶面衍射峰的强度比I002/I111。
本发明人通过实验发现，当AB5型储氢合金粉的晶体结构具有以下特征，即柱状晶微观结构、且晶体结构均匀，偏析少、元素成分均匀时，它的电化学性能可以满足电池生产的需要。例如，采用X射线粉末衍射方法测试，当AB5型储氢合金粉的衍射图上表现出以下衍射特征时，FWHM111在0.19-0.23°范围内、d002在大于1.9920埃、且小于或等于2.0290埃范围内；d110在小于2.5065埃、且大于或等于2.4900埃范围内；I101/I111在45-80％的范围内、I002/I111在15-45％的范围内；且衍射峰形特征指标为无杂峰，五个主要衍射峰(101、110、200、111、002晶面)的峰形无锯齿、无分叉、无劈裂时，该AB5储氢合金粉作为负极材料的电化学比容量至少为330毫安时/克、循环寿命至少为400次循环，因而可以使电池的综合性能优良。
因此，根据本发明提供的方法，设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围为：FWHM111为0.19-0.23°；d002在大于1.9920埃、且小于或等于2.0290埃范围内，d110在小于2.5065埃、且大于或等于2.4900埃范围内；I101/I111的范围为45-80％，I002/I111的范围为15-45％；衍射峰形状特征为无杂峰，且101、110、200、111和002衍射晶面的衍射峰的峰型无锯齿、无分叉、无劈裂。
根据本发明提供的方法，所述X射线粉末衍射法采用常规的多晶粉末X射线粉末衍射法即可，例如可以将AB5储氢合金粉晶体样品放入多晶粉末XRD衍射仪中进行扫描测试。
根据本发明提供的方法，所述XRD衍射仪可以是各种类型的多晶粉末XRD衍射仪，优选为综合稳定性优于1％的X-射线粉末衍射仪。所述综合稳定性可通过下面的方法判断：在仪器的测量条件下重复测量Si标准样品多次，例如10次，并计算Si的最强衍射峰(111衍射峰)的积分强度的相对标准偏差(σ/I)。当该相对标准偏差小于1％是即为综合稳定性优于1％。
根据本发明提供的方法，所述XRD衍射仪的测量条件优选为：铜X-射线源，波长λ＝1.54056埃，Cu/Kα1，Cu靶的使用功率为40千伏、电流为20毫安；使用石墨单色器；测角仪的扫描速率为6度/分，扫描范围2θ＝20°-70°，扫描方式为θ/2θ联动扫描；扫描步径0.02度/步；光路发散狭缝为1°、防散射狭缝为10毫米、可变狭缝为仪器自动调整、接收狭缝为0.3毫米。
根据本发明提供的方法，需要对XRD衍射仪所测得的原始数据按照下列顺序进行修正处理：9点平滑；Kα1与Kα2分离并修正以消除Kα2的影响；修正仪器致宽因素、扣背底；寻峰；精密修正参数。准确测量并计算衍射峰宽度值(FWHM111)、层面间距值(d002、d110)、衍射峰相对强度(I101/I111、I002/I111)、并观察衍射峰的杂峰以及五个主要衍射峰(101、110、200、111、002晶面)的峰形。上述修正均通过XRD衍射仪所配置的软件进行。
上述操作的具体步骤已为本领域技术人员所公知，例如修正仪器致宽因素可以采用如下方法进行：采用粒度为25-44微米的石英粉(α-SiO2)作为标准试样，用XRD衍射仪步进扫描测α-SiO2的衍射峰，该峰的宽度即为仪器本身致宽因素引起的。在通常情况下，仪器的宽化函数接近于高斯型，所以常用样品宽度＝(测试宽度2-仪器宽化2)/2进行校正计算。除了对仪器致宽因素进行校正外，优选还采用单色器消除Kβ线的影响，所述单色器优选为石墨单色器。采用加权计算的方法(Rachinger分峰法)对Kα双线进行分离，求得Kα1所产生的真实宽度，消除Kα2线的影响。除非特别说明，本发明中所述参数均指通过上述仪器修正和/或参数修正后所得。
根据本发明提供的方法，本发明所述的AB5型储氢合金粉电化学性能满足电池需要，是指作为负极活性物质的AB5储氢合金粉的电化学性能为，电化学比容量至少为330毫安时/克、循环寿命至少为400次循环。
根据本发明提供的方法，本文所使用的术语“电化学比容量”和“循环寿命”均沿用本领域的常规定义，即，“电化学比容量”对于二次电池的活性材料来说，一般是指可逆电化学比容量，单位为毫安时/克；“循环寿命”是指电池在正常的使用条件下，电池容量衰减到初始容量80％时的充放电循环次数，单位为次，同时该循环次数也是负极活性材料的循环次数。
下面采用实施例对本发明进行进一步的描述。
实施例1
仪器：日本理学公司生产的D/MAX2200PC型X-射线粉末衍射仪。
仪器配置及测试条件：铜X-射线源，波长λ＝1.54056埃，Cu/Kα1，Cu靶的使用功率为40千伏、电流为20毫安；使用石墨单色器；测角仪的扫描速率为6度/分、扫描范围为2θ＝20°-70°，扫描方式为θ/2θ联动扫描；扫描步径为0.02度/步；光路发散狭缝为1°、防散射狭缝为10毫米、可变狭缝为仪器自动调整、接收狭缝为0.3毫米；
仪器数据处理软件为：MDI-JADE(5.0)。
AB5储氢合金粉末样品：编号为A。
具体操作步骤：
1、待测样品的准备：取约5克待测储氢合金粉样品A加入约0.3毫升(即用常规滴定管移取1滴)作为粘结剂的硅油，搅拌均匀。取标准铝质样品框架(规格尺寸：50毫米×30毫米×2毫米)平放于玻璃平面上，测试面向下，在样品框架的凹槽(凹槽尺寸：20毫米×18毫米×2毫米)中填满已经搅拌均匀的被测样品A，并压实，去掉多余的料，小心拿起铝质样品框架，得到平行于样品框架表面的平整测试面。
2、仪器的准备：运行D/MAX2200PC型X-射线粉末衍射仪自带光路校准程序，把仪器的光路系统调整到最佳状态(最佳状态包括：对测角仪，要求θ轴、2θ轴的测试误差小于0.0002度；对探测器，要求其负高压在尽可能小的情况下，计数率最高；采用石墨单色器后，测得的背底最少。这些指标由仪器自带的光路校准程序自动调整)；重复测量Si标准样品10次，计算Si标准样品111衍射峰积分强度的相对标准偏差(σ/I)小于1％为合格。
3、设定样品A的衍射指标参数范围：FWHM111为0.19-0.23°；d002在大于1.9920埃、且小于或等于2.0290埃范围内，d110在小于2.5065埃、且大于或等于2.4900埃范围内；I101/I111的范围为45-80％，I002/I111的范围为15-45％；衍射峰形状特征为无杂峰，且101、110、200、111和002衍射晶面的衍射峰的峰型好、无锯齿、无分叉、无劈裂。
4、测试样品A的衍射指标参数：用X射线粉末衍射仪(XRD)在前述的仪器配置及测试条件下对样品A进行扫描，得到样品A的原始衍射图。
然后对所得到原始衍射图数据进行以下顺序的修正处理：9点平滑；将Kα1与Kα2分离并修正以消除Kα2的影响；仪器致宽校正、扣背底；寻峰；精密修正参数；得到样品A的衍射图如图1中的A所示。
准确测量111晶面的半高宽值(FWHM111)、并计算层面间距值(d002、d110)、衍射峰相对强度值(I101/I111、I002/I111)并观察该衍射图的杂峰情况以及五个主要衍射峰(101、110、200、111、002衍射晶面)的峰形，所得结果列于表1中。
5、样品A电化学性能的评价：将上述111晶面的半高宽(FWHM111)值、层面间距(d002、d110)值以及衍射峰相对强度值(I101/I111、I002/I111)是否在上述设定的参数值范围内，并观察衍射图中是否无杂峰、且观察五个主要衍射峰(101、110、200、111、002晶面)的峰形是否好，即是否无锯齿、无分叉且无劈裂，如果上述值均在设定的参数值范围内，则认为该储氢合金粉的综合电化学性能满足电池需要，为合格样品，结果列于表1中。
实施例2-6
按照实施例1所述的方法分别对AB5储氢合金粉样品B、C、D、E和F进行XRD衍射测试，以获得FWHM111、d002及d110、以及I101/I111和I002/I111并观察衍射图中的杂峰情况和五个主要衍射峰(101、110、200、111、002晶面)的峰形，并按照实施例1所述的方法对AB5储氢合金粉样品的电化学性能进行评价。得到样品B、C、D、E和F的衍射图如图1中B、C、D、E、F所示，所得结果列于表1中。
表1
从表1的结果可以看出，D、F样品的FWHM111值不在0.190-0.230°的设定的参数值范围内，D、F样品的d110不在小于2.5065埃的设定的参数值范围，C、D样品的衍射峰相对强度指标I002/I111值不在15-45％的设定的参数值范围内，F样品的衍射图上五个主要衍射峰(101、110、200、111、002衍射晶面)峰形不好，有锯齿，F样品的衍射图上存在大量杂峰。因此，可以判定使用C、D、F样品作为负极活性物质不能同时达到下述要求：电化学比容量至少为330毫安时/克、循环寿命至少为400次循环，也即C、D、F样品的电化学性能不能满足电池需要。
A、B、E三个样品的FWHM111值在0.19-0.230°的设定的参数值范围内，d002在大于1.9920埃，小于或等于2.0290埃的设定参数值范围内、d110在小于2.5065埃，大于或等于2.4900埃的设定的参数值范围，I101/I111在45-80％的设定的参数值范围、I002/I111值在15-45％的设定的参数值范围，衍射图上无杂峰，且五个主要衍射峰(101、110、200、111、002晶面)的峰形好，即无锯齿、无分叉且无劈裂。可以判定使用样品A、B、E作为负极活性物质同时达到下述要求：电化学比容量至少为330毫安时/克以上、循环寿命至少为400次循环以上，也即A、B、E三个样品的综合电化学性能满足电池需要。
上述实施例1-6中对AB5储氢合金粉电化学性能的评价所需的时间为2小时/六个样。因此，采用本发明的方法来检验AB5储氢合金粉的电化学性能快速，而且简单易行。
验证上述实施例1-6的评价结果
将样品A、B、C、D、E、F分别制成烧杯电池BA、BB、BC、BD、BE、BF和实验电池CA、CB、CC、CD、CE、CF，其中烧杯电池测试各样品的电化学比容量，实验电池测试各样品的循环寿命。具体方法为：
1、制备正极片
分别称取42.5重量份的球镍样品、10重量份的导电剂镍粉、3.5重量份的改善剂CoO、1重量份的粘结剂聚四氟乙烯和20重量份的水混合并搅拌均匀配制成正极浆料，涂敷在带引流体的发泡镍网上，150℃烘干压延成长200毫米、宽30毫米、厚0.75毫米的正极片Z1。采用相同的方法制备出与Z1相同的正极片Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，其中，各正极片中的正极活性物质的含量均为10.50克。
2、制备负极片
分别称取40重量份的储氢合金粉A、10重量份的Ni粉末、1重量份的Co粉末和25重量份的水混合并搅拌均匀制得负极浆料，将该电极浆料拉浆负载在带引流体的镀镍钢带集流体上，120℃烘干、压延后裁切成长215毫米、宽27毫米、厚0.80毫米的负极片F1。采用相同的方法分别用储氢合金粉B、C、D、E、F代替储氢合金粉A，制备负极片F2、F3、F4、F5、F6，其中，各负极片中的负极活性物质的含量均为12.50克。
3、制备电解液
将NaOH溶于水中配成浓度为7摩尔/升的电解液。
4、制备烧杯电池BA、BB、BC、BD、BE、BF
在正极片Z1、负极片F1、正极片Z1的各极片之间；正极片Z2、负极片F2、正极片Z2的各极片之间；正极片Z3、负极片F3、正极片Z3的各极片之间；正极片Z4、负极片F4、正极片Z4的各极片之间；正极片Z5、负极片F5、正极片Z5的各极片之间；正极片Z6、负极片F6、正极片Z6的各极片之间，分别插入两片16微米厚的聚四氟乙烯纤维隔膜，形成“正极片/隔膜/负极片/隔膜/正极片”的“三明治”结构的电极体，把该电极体用夹子夹紧，然后将夹紧后的电极体插入注满上述制成的电解液的烧杯中，40℃环境温度条件下放置1小时，使电极片、负极片和隔板充分含浸电解液，然后在0.1C倍率下以200毫安恒流充放电进行化成，分别制得烧杯电池BA、BB、BC、BD、BE、BF。
5、制备实验电池CA、CB、CC、CD、CE、CF
分别在正极片Z1和负极片F1之间、正极片Z2与负极片F2之间、正极片Z3与负极片F3之间、正极片Z4与负极片F4之间、正极片Z5与负极片F5之间以及正极片Z6与负极片F6之间插入16微米厚的聚四氟乙烯纤维隔膜，然后卷绕成螺旋状，制成卷绕结构的电极体。将制成的电极体插入AA型镀镍圆柱体钢壳内，确保负极引流体与钢壳接触良好，将正极引流体焊接在正极盖上，正极盖与钢壳之间用绝缘橡胶隔离，注入2.6g上述制成的电解液，然后密封，40℃环境温度条件下放置3小时，使电极片、负极片和隔板充分含浸电解液，然后在0.1C倍率下以200毫安恒流充放电进行化成，分别制得H-AA2000型电池CA、CB、CC、CD、CE、CF。
6、测定烧杯电池的电化学容量，然后计算储氢合金粉的电化学比容量。
分别按照下述方法测定BA、BB、BC、BD、BE、BF的容量：将烧杯电池搁置60分钟后以1000毫安(0.5C)电流恒流放电，放电至电池电压为1.0V为止，然后以1000毫安电流恒流充电，以-ΔV值＝10mV控制充电终点，记录充电至电池终点的时间，将充电电流(1000毫安)乘以充电时间再乘以系数2，然后除以负极活性物质储氢合金粉的质量，即得到储氢合金粉材料的电化学比容量，结果示于表2。
7、测定实验电池的循环寿命，进一步判断储氢合金粉的循环寿命。
分别按照下述方法测试实验电池CA、CB、CC、CD、CE、CF的循环寿命：
将实验电池搁置60分钟后以1000毫安电流恒流放电，放电至电池电压为1.0V为止，然后以1000毫安(0.5C)电流恒流充电150分钟，以-ΔV值＝10mV控制充电终点，充电后搁置6钟，0.5C(1000毫安)放电至1.0伏，放电后搁置4钟，重复上述步骤，直至容量衰减到初始容量的80％，记录充放电循环的次数，该次数即为二次电池的循环寿命，进一步判断该镍氢二次电池的循环寿命即为该储氢合金粉材料的循环寿命，结果示于表3。
表2
| BA | BB | BC | BD | BE | BF | |
| 电化学比容量(毫安时/克) | 335 | 332 | 300 | 277 | 332 | 348 |
表3
| CA | CB | CC | CD | CE | CF | |
| 循环寿命(次) | 550 | 426 | 388 | 580 | 450 | 135 |
从表2的结果可以看出，以A样品作为负极活性材料制成烧杯电池BA的负极活性材料的电化学比容量为335毫安时/克，超过330毫安时/克，以A样品作为负极活性物质制成实验电池CA的循环寿命为550次循环，超过400次循环，电池综合性能判断为良好。
以B样品作为负极活性物质制成烧杯电池BB的负极活性材料的电化学比容量为332毫安时/克，超过330毫安时/克，以B样品作为负极活性物质制成实验电池CB的循环寿命为426次循环，超过400次循环，电池综合性能判断为良好。
以C样品作为负极活性物质制成的烧杯电池BC的负极活性材料的电化学比容量为300毫安时/克，低于330毫安时/克，以C样品作为负极活性物质制成的实验电池CC的循环寿命为388次循环，低于400次循环，电池综合性能判断为差。
以D样品作为负极活性物质制成的烧杯电池BD的负极活性材料的电化学比容量为277毫安时/克，远低于330毫安时/克，以D样品作为负极活性物质制成的实验电池CD的循环寿命为580次循环，超过400次循环，电池综合性能判断为较差。
以E样品作为负极活性物质制成的烧杯电池BE的负极活性材料的电化学比容量为332毫安时/克，超过330毫安时/克，以E样品作为负极活性物质制成的实验电池CE的循环寿命为450次循环，超过400次循环，电池综合性能判断为良好。
以F样品作为负极活性物质制成的烧杯电池BF的负极活性材料的电化学比容量为348毫安时/克，超过330毫安时/克，但以F样品作为负极活性物质制成的实验电池CF的循环寿命为135次循环，远低于400次循环，电池综合性能判断为较差。
上述实验所检验的结果与实施例1-6的判断结果完全相吻合，因此，采用本发明所提供的评价方法来检验AB5储氢合金粉的电化学性能是准确可靠的。
Claims (2)
1.一种评价AB5型储氢合金粉电化学性能的方法，其特征在于，该方法包括：
(A)采用X射线粉末衍射法测定AB5型储氢合金粉晶体参数值；
(B)设定AB5型储氢合金粉晶体参数值范围；及
(C)判断AB5型储氢合金粉晶体参数值是否均在设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内；当上述AB5型储氢合金粉晶体参数值均在相应的设定的AB5型储氢合金粉晶体参数值范围内时，判定该AB5型储氢合金粉的电化学性能满足电池需要，其中，
所述AB5型储氢合金粉晶体参数值包括衍射峰宽度值、至少两个层面间距值和至少一个衍射峰相对强度值以及衍射峰形状特征，所述衍射峰宽度值为111衍射晶面衍射峰的半高宽值FWHM111，设定的FWHM111的范围为0.19-0.23°；所述层面间距值为002衍射晶面层面间距d002和110衍射晶面层面间距d110，设定的d002大于1.9920埃、且小于或等于2.0290埃，设定的d110小于2.5065埃、且大于或等于2.4900埃；所述衍射峰相对强度值为101衍射峰与111衍射峰的强度比I101/I111以及002衍射峰与111衍射峰的强度比I002/I111，设定的I101/I111的范围为45-80％，设定的I002/I111的范围为15-45％；设定的衍射峰形状特征为无杂峰，且101、110、200、111和002衍射晶面的衍射峰的峰型均无锯齿、无分叉、无劈裂；所述AB5型储氢合金粉的电化学性能是指电化学比容量和循环寿命。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所测定的原始衍射图按照下列顺序进行修正：9点平滑；将Kα1与Kα2分离并修正以消除Kα2的影响；修正仪器致宽因素、扣背底；寻峰；修正参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710123448A CN101329287B (zh) | 2007-06-22 | 2007-06-22 | 一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710123448A CN101329287B (zh) | 2007-06-22 | 2007-06-22 | 一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101329287A CN101329287A (zh) | 2008-12-24 |
| CN101329287B true CN101329287B (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=40205203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200710123448A Expired - Fee Related CN101329287B (zh) | 2007-06-22 | 2007-06-22 | 一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101329287B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105044199A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-11 | 福建卫东新能源有限公司 | 一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法 |
| CN109406554A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-03-01 | 圣戈莱（北京）科技有限公司 | 一种三元正极材料电化学性能的定性分析方法 |
| CN109884100A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-14 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种判断锂离子电池材料性能的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1731162A (zh) * | 2005-09-02 | 2006-02-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种半自动x射线晶面指数标定方法和晶胞常数计算方法 |
-
2007
- 2007-06-22 CN CN200710123448A patent/CN101329287B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1731162A (zh) * | 2005-09-02 | 2006-02-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种半自动x射线晶面指数标定方法和晶胞常数计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 汪保国等.AB5储氢合金微观结构X射线衍射正确表征.《电源技术》.2006,第30卷(第12期),第1013-1016页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101329287A (zh) | 2008-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10466306B2 (en) | Method of manufacturing battery pack | |
| JP2009543285A (ja) | 薄膜電気化学エネルギ源の製造のための方法及びデバイス | |
| CN114200322B (zh) | 一种锂离子电池析锂检测方法 | |
| CN101126733A (zh) | 一种评价石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法 | |
| CN109613444A (zh) | 一种退役锂离子电池健康状态评估方法 | |
| CN101329287B (zh) | 一种评价ab5型储氢合金粉电化学性能的方法 | |
| CN113884923B (zh) | 一种锂离子电池内阻筛选方法 | |
| CN112447952A (zh) | 正极活性材料、其制备方法、正极极片及锂离子二次电池 | |
| Eldesoky et al. | Long-term study on the impact of depth of discharge, C-rate, voltage, and temperature on the lifetime of single-crystal NMC811/artificial graphite pouch cells | |
| CN109856113A (zh) | 一种用于锂电池负极石墨的评价方法 | |
| CN101131414B (zh) | 一种评价球镍中值电压性能的方法 | |
| Erol | A statistical design approach on electrochemical impedance spectroscopy of NMC Li-ion battery | |
| CN101329286B (zh) | 一种评价层状结构锂钴氧化物电化学性能的方法 | |
| CN113433027A (zh) | 一种锂离子电池材料的性能预测方法 | |
| CN101191778B (zh) | 一种判断石墨电化学性能的方法 | |
| CN114974477B (zh) | 一种用于双流向防雷器的镍铁电极材料优化方法及系统 | |
| CN114577867A (zh) | 一种氟化碳材料常量级克容量的检测方法 | |
| CN101131415A (zh) | 一种评价球镍电化学性能的方法 | |
| CN115343628A (zh) | 一种锂离子电池化成质量的评测方法 | |
| CN107369861B (zh) | 高镍三元材料变性程度的检测方法 | |
| CN113761716A (zh) | 一种锂离子电池循环寿命预测方法及其应用 | |
| CN101131416B (zh) | 一种评价球镍快速充放电性能的方法 | |
| Nichols et al. | Active material redistribution rates in zinc electrodes: effect of alkaline electrolyte compositions having reduced zinc oxide solubility | |
| CN113740404B (zh) | 一种无损评估锂电池电极中锂钴摩尔比的方法 | |
| CN117783893B (zh) | 一种锂电池储能监控系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 |